(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体が入っている容器と、
前記液体中に配された導波ケースと、
前記導波ケース内に電磁波を導くことができる導波管と、
前記容器の壁孔、または前記導波管に配された絶縁窓と、
前記導波管に接続され、前記電磁波を発生できる電磁波発生源と、
を備え、
前記導波ケースは、前記導波ケースに形成された開口部による前記液体の流入出の確保とともに、前記開口部における前記電磁波の遮蔽を行えるように構成され、
前記液体は、前記電磁波により前記導波ケース内において誘電加熱され、
前記絶縁窓は、前記液体に曝されており、前記導波管内を伝送された前記電磁波は、前記絶縁窓に入射した後、前記導波ケース内の前記液体中に導かれている電磁波加熱装置。
【請求項２】
前記導波管と前記導波ケースと、が、前記壁孔において分離可能なように別体に構成されている請求項１に記載の電磁波加熱装置。
【請求項３】
前記導波ケース内に配されたマイクロ波吸収体を備える請求項１または２に記載の電磁波加熱装置。
【請求項４】
食用油が入っている容器と、
前記食用油中に配された導波ケースと、
前記導波ケース内に電磁波を導くことができる導波管と、
前記導波管に接続され、前記電磁波を発生できる電磁波発生源と、
を備え、
前記導波ケースは、前記導波ケースに形成された開口部による前記食用油の流入出の確保とともに、前記開口部における前記電磁波の遮蔽を行えるように構成され、
前記食用油は、前記電磁波により前記導波ケース内において誘電加熱され、
前記導波管内を伝送された前記電磁波は、前記食用油の液面に５０°以上、６０°以下の範囲内の角度で入射した後、前記導波ケース内の前記食用油中に導かれている電磁波加熱装置。
【請求項５】
前記導波管と前記導波ケースと、が、一体の中空金属体を構成しており、
前記中空金属体内の電磁波の伝送方向と前記液面との間のなす角が５０°以上、６０°以下の範囲内の角度となるよう、前記中空金属体は前記食用油中に挿入されている請求項４に記載の電磁波加熱装置。
【請求項６】
被加熱流体中に配された導波ケースと、
前記導波ケース内に電磁波を導くことができる導波管と、
前記導波管に接続され、前記電磁波を発生できる電磁波発生源と、
を備え、
前記導波ケースは、前記導波ケースに形成された開口部による前記被加熱流体の流入出の確保とともに、前記開口部における前記電磁波の遮蔽を行えるように構成され、
前記被加熱流体は、前記電磁波により前記導波ケース内において誘電加熱され、
前記導波ケースは、前記電磁波を一方向に伝送できる部分と、前記一方向に伝送された電磁波を環状に分岐できる部分と、を備える電磁波加熱装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電磁波加熱装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
マイクロ波電力を利用する調理器として電子レンジが知られている。電子レンジは、電磁波シールドされた密閉の金属ケース内で２．４５ＧＨｚのマイクロ波を食品に集中させ、食品に含まれる水分等に強制的に振動を起こして食品を効率的に誘電加熱できるように設計されている。【０００３】
一方、マイクロ波を吸収できる磁性体含有の包装材によって冷凍食品を包み、電子レンジ用の密閉の金属ケース内において、この包装材にマイクロ波を照射させる電子レンジの加熱手法も提案されている（特許文献１参照）。【０００４】
この特許文献１によれば、磁性体のキュリー温度を利用して、磁性体のマイクロ波吸収で生じる熱の冷凍食品への移動により、従来の誘電加熱に比べて、冷凍食品を均一に解凍できるとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−９７１７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、マイクロ波加熱の迅速性、高効率性および簡便性などの特徴を活かした揚げ物調理システムの実用化が期待されている。【０００７】
しかしながら、揚げ物調理に用いる食用油（サラダ油などの精製植物油）は、食品に含まれる水分に比べて絶縁性が高いので、２．４５ＧＨｚのマイクロ波による誘電加熱のみでは、効率的な加熱が困難な場合がある。また、揚げ物調理では、食用油を加熱しながら、食用油中に具材を適時に入れる必要があるので、調理時にマイクロ波が漏洩しないように密閉される電子レンジの設計思想をそのまま踏襲して、揚げ物調理システムを構築しても、使い勝手が極めて悪い。【０００８】
以上の状況を踏まえて、本件発明者等は、マイクロ波を利用する揚げ物調理システムの開発では、既存の電子レンジの設計思想とは抜本的に異なる観点での加熱手法の案出が不可欠であると判断している。【０００９】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、誘電損失が少ないため誘電加熱に適していない液体（例えば、２．４５ＧＨｚのマイクロ波における誘電損失が市水よりも低い食用油等の液体）を適切に加熱できる電磁波加熱装置を提供することを目的とする。【００１０】
また、本件発明者等は、以上のマイクロ波誘電加熱を利用することにより、従来のボイラー式加熱に比べてエネルギー効率が高い揚げ物調理システムの構築を考えている。この開発の過程において、誘電損失が少ないため誘電加熱に適していない液体（例えば、２．４５ＧＨｚのマイクロ波における誘電損失が市水よりも低い食用油等の液体）であっても、当該液体中でのマイクロ波の伝送路を適当な距離に設定すると、マイクロ波誘電加熱を適切に行えることに気がついた。【００１１】
本発明は、このような事情にも鑑みてなされたものであり、従来のボイラー式加熱に比べて高エネルギー効率の電磁波誘電加熱が行われる電磁波加熱装置を提供することも目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するため、本発明は、２．４５ＧＨｚのマイクロ波における誘電損失が市水よりも低い液体が入っている容器と、前記液体中に配されて、電磁波吸収体を内包している導波ケースと、前記導波ケースに接続されて、前記容器の外部に延びている導波路と、前記導波路に接続されて、電磁波を発生できる電磁波発生源と、を備え、前記液体は、前記電磁波吸収体が前記電磁波を吸収する際に生じる熱を用いて加熱されている電磁波加熱装置を提供する。【００１３】
このように、導波ケースに伝送された電磁波が電磁波吸収体に吸収されると、電磁波吸収体が発熱する。すると、電磁波吸収体から液体への熱移動がなされ、液体は適切に加熱される。【００１４】
なお、本明細書において、「市水」とは、絶縁性がよい純水を除いた通常の市水供給ラインから供給される未処理水を意味している。【００１５】
また、前記液体は食用油であってもよく、このような食用油として、例えば、サラダ油などの精製植物油を用いることができる。【００１６】
また、前記導波路に置かれた絶縁窓を更に備えてもよく、前記導波ケースは、前記導波ケースに形成された開口部による前記液体の流入出の確保とともに、前記開口部における前記電磁波の遮蔽を行えるように構成され、前記絶縁窓は、前記電磁波発生源から伝送される前記導波路内の電磁波を透過するとともに、前記電磁波発生源に向かう前記導波ケース内の前記液体の流れを阻止するように構成されるものであってもよい。【００１７】
以上の構成により、誘電損失が少ないため誘電加熱に適していない液体（例えば、２．４５ＧＨｚのマイクロ波における誘電損失が市水よりも低い食用油Ａ等の液体）において、電磁波吸収体による熱交換加熱と電磁波による誘電加熱が行われる。このような相乗的な加熱により、上述の液体の効率的な昇温を行える。なお、誘電加熱とは、誘電体損失（物質の電気分極による高周波回転運動の損失）に基づいた加熱として一般的には説明されており、ここでは、詳細な説明は省略する。【００１８】
また、前記導波路を形成する導波管は、前記導波路を形成する前記容器の壁孔と前記電磁波発生源との間を接続してもよい。【００１９】
このような導波管を用いると、導波ケースとの接続が容易になるので都合がよい。【００２０】
また、本発明は、市水が入っている容器と、前記市水中に配された導波ケースと、前記導波ケースに接続されて、前記容器の外部に延びている導波路と、前記導波路に接続されて、電磁波を発生できる電磁波発生源と、を備え、前記導波ケースは、前記導波ケースに形成された開口部による前記市水の流入出の確保とともに、前記開口部における前記電磁波の遮蔽を行えるように構成され、前記市水は、前記電磁波により前記導波ケース内において誘電加熱されている電磁波加熱装置も提供する。【００２１】
また、前記導波路に置かれた絶縁窓を更に備えてもよく、前記絶縁窓は、前記電磁波発生源から伝送される前記導波路内の電磁波を透過するとともに、前記電磁波発生源に向かう前記導波ケース内の前記市水の流れを阻止するように構成されているものであってもよい。【００２２】
このように、本発明の電磁波加熱装置を、例えば、ボイル調理システムにも適用できる。【００２３】
上記課題を解決するため、本発明は、被加熱流体中に配された導波ケースと、前記導波ケース内に電磁波を導くことができる導波管と、前記導波管に接続され、前記電磁波を発生できる電磁波発生源と、を備え、前記導波ケースは、前記導波ケースに形成された開口部による前記被加熱流体の流入出の確保とともに、前記開口部における前記電磁波の遮蔽を行えるように構成され、前記被加熱流体は、前記電磁波により前記導波ケース内において誘電加熱されている電磁波加熱装置も提供する。【００２４】
以上の構成により、従来のボイラー式加熱に比べて高エネルギー効率の電磁波誘電加熱が行われる電磁波加熱装置が得られる。特に、本発明の電磁波加熱装置では、電磁波の伝送方向における導波ケースの長さを、導波ケースの前端面での電磁波の反射がほとんど起こらない寸法に設定できる。よって、被加熱流体を効率的に加熱できる。【００２５】
また、前記導波ケースは、前記電磁波の伝送方向に平行に対置された、一対の側面および一対の端面を有してもよい。そして、前記側面の対および前記端面の対のうちのいずれか一方、または、その両方に、前記開口部を形成してもよい。【００２６】
これにより、これらの側面間や端面間において被加熱流体を対流させ易くなる。【００２７】
また、本発明の電磁波加熱装置は、前記液体が入っている容器と、前記容器の壁孔に配された絶縁窓と、を備えてもよい。そして、前記絶縁窓を、前記液体に曝し、前記導波管内を伝送された前記電磁波を、前記絶縁窓に入射させた後、前記導波ケース内の前記液体中に導いてもよい。【００２８】
これにより、電磁波が液体に導かれる際に、電磁波の反射が起こり難くなるように、絶縁窓を用いてマッチングを取ることができる。【００２９】
また、前記導波管と前記導波ケースと、が、前記壁孔において分離可能なように別体であってもよい。【００３０】
これにより、導波管および導波ケースを別々に、容器から容易に取り外せるので、電磁波加熱装置の点検および清掃などのメンテナンスにおいて都合がよい。【００３１】
また、本発明の電磁波加熱装置は前記液体が入っている容器を備えてもよい。そして、前記導波管内を伝送された前記電磁波を、前記液体の液面に所望の角度で入射させた後、前記導波ケース内の前記液体中に導いてもよい。【００３２】
また、前記導波管と前記導波ケースと、が、一体の中空金属体を構成してもよい。そして、前記中空金属体内の電磁波の伝送方向と前記液面との間のなす角が前記所望の角度となるよう、前記中空金属体を前記液体中に挿入してもよい。【００３３】
以上の構成により、中空金属体内の電磁波の伝送方向と液体の液面との間のなす角を、電磁波の入射電力のうちの反射成分が最小となるように設定できる。これにより、液体を効率的に加熱できる。【００３４】
また、導波管および導波ケースからなる一体構造の中空金属体は、容器から容易に取り外すことができるので、電磁波加熱装置の点検および清掃などのメンテナンスにおいて都合がよい。【００３５】
なお、前記液体が食用油の場合、前記所望の角度は、５０°以上、６０°以下の範囲内に存在すると考えられる。【００３６】
また、本発明の電磁波加熱装置では、前記導波ケースは、前記電磁波を一方向に伝送できる部分と、前記一方向に伝送された電磁波を環状に分岐できる部分と、を備えてもよい。【００３７】
これにより、導波ケース内の電磁波の強度を均一化できるので、被加熱流体の均一加熱が矩形の導波ケースに比べて改善する。【００３８】
本発明の上記目的、他の目的、特徴、及び利点は、添付図面参照の下、以下の好適な実施態様の詳細な説明から明らかにされる。
【発明の効果】
【００３９】
本発明によれば、誘電損失が少ないため誘電加熱に適していない液体（例えば、２．４５ＧＨｚのマイクロ波における誘電損失が市水よりも低い食用油Ａ等の液体）を適切に加熱できる電磁波加熱装置が得られる。【００４０】
また、本発明によれば、従来のボイラー式加熱に比べて高エネルギー効率の誘電加熱が行われる電磁波加熱装置も得られる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】図１は、本発明の第１実施形態のマイクロ波加熱装置の一構成例を模式的に示した図である。
【図１Ａ】図１Ａは、図１の導波ケースの斜視図である。
【図２】図２は、本発明の第１実施形態による第１変形例のマイクロ波加熱装置の一構成例を模式的に示した図である。
【図３】図３は、本発明の第１実施形態による第２変形例のマイクロ波加熱装置の一構成例を模式的に示した図である。
【図４】図４は、本発明の第１実施形態による第３変形例のマイクロ波加熱装置の一構成例を模式的に示した図である。
【図５】図５は、本発明の第１実施形態による第４変形例のマイクロ波加熱装置の導波ケースの構成例を模式的に示した図である。
【図６】図６は、本発明の第２実施形態のマイクロ波加熱装置の一構成例を模式的に示した図である。
【図７】図７は、図６の導波ケースの斜視図である。
【図８】図８は、図６の中空金属体について、コンピュータ上に数値計算用に３次元モデリングが行われた解析モデルを表した図である。
【図９】図９は、図８の解析モデルを用いたマイクロ波の、油面に相当する境界面での反射特性のシミュレーション結果を示した図である。
【図１０】図１０は、本発明の第２実施形態による第３変形例のマイクロ波加熱装置の一構成例を模式的に示した図である。
【図１１】図１１は、本発明の第２実施形態による第４変形例のマイクロ波加熱装置の一構成例を模式的に示した図である。
【図１２】図１２は、本発明の第２実施形態による第５変形例のマイクロ波加熱装置の一構成例を模式的に示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００４２】
以下、本発明の好ましい第１および第２実施形態について図面を参照しながら説明する。
【００４３】
以下では、全ての図面を通じて同一または相当する構成要素には、同一の参照符号を付して、その重複する説明を省略する場合がある。なお、本発明は、以下の第１および第２実施形態、並びに、これらの変形例には限定されない。
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態のマイクロ波加熱装置の一構成例を模式的に示した図である。
【００４４】
図１に示すように、本発明の第１実施形態のマイクロ波加熱装置１００（電磁波加熱装置）は、揚げ物調理槽として機能する上面開放型のステンレス製の調理鍋１（容器）と、調理鍋１の底壁近傍の食用油Ａ中に置かれた金属製の導波ケース２と、導波ケース２に接続されて、調理鍋１の外部に延びている導波路５と、導波路５に接続されて、マイクロ波を発生できるマイクロ波発生源４と、制御装置１０と、を備える。なお、上述の導波ケース２の具体的な材料としては、食品を取り扱う観点から、ステンレスやアルミニウムなどを用いることが好ましい。
【００４５】
なお、「マイクロ波」とは、一般的に、周波数が数百ＭＨｚ（波長が数ｍ）から数百ＧＨｚ（波長が数ｍｍ）の範囲の電磁波を指す場合もあるが、本明細書の「マイクロ波加熱」とは、必ずしも、この周波数（波長）の範囲に厳密には限定されず、様々な周波数帯（例えば、高周波数および超高周波）の電磁波加熱の総称として用いられる。  
【００４６】
但し、電磁波の利用は電波法によって行政的に管理されており、我が国では、例えば、２．４５ＧＨｚ帯、５．８ＧＨｚ帯などの電磁波が、工業、科学、医療、家庭などの利用に開放されている。よって、本明細書の「マイクロ波加熱」の利用においても、このような電波法の制約を受けるが、電磁波の周波数が高いほど、加熱装置を小型化できるという利点がある。また、上述の導波路５として、矩形の導波管５Ａ（後述）を用いる場合、マイクロ波を伝送する導波管５Ａの断面寸法は、マイクロ波の波長に依存する（つまり、当該寸法はマイクロ波の波長と略同等レベル）。よって、この場合、マイクロ波の波長が長すぎても、短すぎても、導波管５Ａの設計に支障をきたすので、本明細書の「マイクロ波加熱」に用いるマイクロ波の周波数（波長）の範囲には、実用上、自ずと限界がある。また、上述の導波路５として、同軸ケーブル（図示せず）を用いる場合、マイクロ波の周波数（波長）の制約は解消されるが、導波ケース２との接続（マッチング）において難点が残る。
【００４７】
よって、ここでは、家庭用の電子レンジに使用される２．４５ＧＨｚのマイクロ波を伝送できる矩形の導波管５Ａを例にとり、マイクロ波加熱装置１００の構成を説明する。
【００４８】
図１に示すように、揚げ物調理に使用する、被加熱流体の一例としての食用油Ａが調理鍋１内に満たされ、調理鍋１の上面は開放されている。よって、揚げ物調理中の適時に具材（図示せず）を食用油Ａの中に入れることができる。
【００４９】
また、導波ケース２の筐体表面の適所には、２．４５ＧＨｚのマイクロ波を適切に遮蔽できる程度の大きさの多数の開口部２Ａ（丸孔や長孔など）が形成されている。
【００５０】
詳しくは、図１Ａに示すように、導波ケース２は、マイクロ波の伝送方向２００に平行に対置された、一対の側面２Ｂおよび一対の端面２Ｃを備える矩形状に構成されている。そして、側面２Ｂの対および端面２Ｃの対のうちの少なくとも一方に、開口部２Ａを形成するとよい。
【００５１】
但し、図１Ａでは、丸形の開口部２Ａを側面２Ｂの対および端面２Ｃの対の両方に設けた例が示されている。つまり、図１Ａでは、マイクロ波の伝送方向２００に平行な導波ケース２の４面全てに開口部２Ａが形成されている。
【００５２】
このように、側面２Ｂの対に開口部２Ａを形成すると、これらの側面２Ｂの間において食用油Ａを対流させ易くなる。同様に、端面２Ｃの対に開口部２Ａを形成すると、これらの端面２Ｃの間において食用油Ａを対流させ易くなる。また、マイクロ波の伝送方向２００に垂直に置かれた導波ケース２の前端面２Ｄにも、図１Ａに示すように、開口部２Ａを形成する方が、食用油Ａの対流促進の点からは好ましい。
【００５３】
なお、開口部２Ａの形状が、図１Ａの如く円形の場合、マイクロ波の遮蔽の可否は、開口部２Ａの直径によって決まり、この寸法が短いほど、マイクロ波を遮蔽し易い。同様に、開口部の形状が矩形の場合、マイクロ波の遮蔽の可否は、開口部の長辺の長さによって決まり、この寸法が短いほど、マイクロ波を遮蔽し易い。なお、ＴＥ１０（基本モード）のマイクロ波を用いる場合、側面２Ｂについては、開口部の直径や長辺の寸法を長めに取っても、マイクロ波を適切に遮蔽することができる。
【００５４】
よって、開口部を長方形よりも正方形にした方が、或いは、開口部を楕円形よりも真円形にした方が、開口部の面積を広く確保できるので、食用油Ａの流入出において都合がよい。
【００５５】
但し、特定波長（ここでは、２．４５ＧＨｚ）のマイクロ波を遮蔽できる開口部２Ａの設計法（寸法や厚みなどの決定法）は周知なので、この具体的な設計法の説明は、ここでは、省略する。
【００５６】
以上のとおり、導波ケース２は、この開口部２Ａによる食用油Ａの流入出の確保とともに、開口部２Ａにおけるマイクロ波の遮蔽も行えるように構成されている。
【００５７】
一方、導波ケース２内には、複数のマイクロ波吸収体３が配されている。これにより、２．４５ＧＨｚのマイクロ波が効率的に吸収される。このマイクロ波吸収体３の材料としては、カーボン系を主体とした導電損失材、或いは、フェライトセラミック等の磁性損失材が有望であると考えられる。前者は、マイクロ波の吸収（電磁エネルギーの減衰）の過程において、電界エネルギーとの相互作用によって発熱でき、後者は、磁界エネルギーとの相互作用によって発熱できる。
【００５８】
以上の構成により、導波ケース２に伝送されたマイクロ波がマイクロ波吸収体３に吸収されると、マイクロ波吸収体３が発熱する。すると、マイクロ波吸収体３と食用油Ａとの間の熱交換（マイクロ波吸収体３から食用油Ａへの熱移動）がなされ、食用油Ａは加熱される。その結果、食用油Ａにおいて対流が形成され、食用油Ａが対流加熱される。
【００５９】
また、本実施形態のマイクロ波加熱装置１００では、図１に示すように、金属製の導波管５Ａが、調理鍋１の側壁に形成された矩形状の壁孔１Ａとマイクロ波発生源４との間を接続しており、この導波管５Ａにより区画された矩形断面の中空５Ｃおよび壁孔１Ａが、マイクロ波発生源４から導波ケース２へのマイクロ波の伝送域として使用される。つまり、本実施形態では、導波路５は、導波管５Ａと、導波管５Ａの中空５Ｃの形状との関係において整合設計された適宜の寸法の調理鍋１の壁孔１Ａとによって形成されている。なお、上述の導波管５Ａの具体的な材料としては、銅や、銀メッキを施した銅などを用いることが好ましい。
【００６０】
上述のとおり、導波管５Ａの断面寸法は、通常は、この中を伝送するマイクロ波の遮断周波数やマイクロ波のモード選択などの兼ね合いにより一定の寸法に設計されている。通常は、ＴＥ１０（基本モード）のマイクロ波を伝送できるように、導波管５Ａを設計しているが、このような設計法自体は、矩形の導波管では公知である。よって、この設計法の詳細な説明は省略する。
【００６１】
また、図１に示すように、導波管５Ａの中空５Ｃの断面よりも若干大きめの耐熱性の矩形状のガラス板５Ｂが調理鍋１の壁孔１Ａに配されている。このガラス板５Ｂは、マイクロ波の損失が少なく、高耐熱性の絶縁窓として機能するものであり、このような絶縁窓としては、本明細書において例示する石英ガラスなどからなる透明なガラス板の他、マイクロ波損失が少ないセラミック板を用いてもよい。図１に示すように、ガラス板５Ｂは、食用油Ａに曝されている。よって、導波管５Ａ内を伝送方向２００に沿って伝送するマイクロ波は、ガラス板５Ｂに入射した後、導波ケース２内の食用油Ａ中に導かれている。これにより、マイクロ波（入射波）が食用油Ａに導かれる際に、マイクロ波の反射が起こり難くなるように、ガラス板５Ｂを用いてマッチングを取ることができる。
【００６２】
つまり、導波管５Ａの中空５Ｃは、このガラス板５Ｂに対向しており、これにより、ガラス板５Ｂは、マイクロ波発生源４から伝送される導波管５Ａ内のマイクロ波を透過する透過窓を構成する。また、ガラス板５Ｂは、マイクロ波発生源４に向かう導波ケース２内の食用油Ａの流れを阻止する封止部としても機能する。
【００６３】
なお、本実施形態のマイクロ波加熱装置１００では、図１に示すように、導波管５Ａと導波ケース２と、が、壁孔１Ａにおいて分離可能なように別体に構成されている。
【００６４】
これにより、導波管５Ａおよび導波ケース２を別々に、調理鍋１から容易に取り外せるので、マイクロ波加熱装置１００の点検および清掃などのメンテナンスにおいて都合がよい。
【００６５】
また、ここでは、図示を省略するが、上述のガラス板５Ｂを壁孔１Ａに嵌め込むことに代えて、中空５Ｃの断面とほぼ同じ大きさの耐熱性のガラス板を導波管５Ａ内に配してもよい。
【００６６】
なお、ガラス板５Ｂによるマイクロ波の透過性が不充分な場合（つまり、ガラス板５Ｂでのマイクロ波の反射が無視できない場合）、ガラス板５Ｂの近傍に同一のガラス板（図示せず）を配してもよく、或いは、整合回路を適用してもよい。これらの方法により、ガラス板でのマイクロ波の透過性が改善する。
【００６７】
具体的には、ガラス板５Ｂと適当な間隔をあけて同一のガラス板を配すると、これらの両ガラス板で生じる反射波の干渉効果よってマイクロ波（入射波）の反射が防止され、特定の周波数帯のマイクロ波の反射ロスを減少できる。
【００６８】
後者の整合回路では、一般に用いられるマイクロ波導波管整合器（例えば、スタブチューナーやＥＨチューナーなど）によりガラス板の反射を相殺することによりマイクロ波の反射ロスを減少できる。
【００６９】
マイクロ波発生源４は、マイクロ波を発生する様々な機器を用いることができ、電源のパワーによってマグネトロンやクライストロンなどを使い分けることもできる。例えば、２．４５ＧＨｚのマイクロ波の発生源として、安価な電子レンジ用のマグネトロンを用いてもよい。
【００７０】
制御装置１０は、マイクロプロセッサなどにより構成されており、図１に示すように、調理鍋１内の食用油Ａの温度を検知できる検知器１１（例えば、サーミスタや熱電対）から出力された検知温度を取得するとともに、この検知温度に基づいてマイクロ波発生源４の出力を調整している。
【００７１】
例えば、検知器１１の検知温度が制御装置１０にフィードバックされ、この制御装置１０により、この検知温度を食用油温の目標温度に一致させるべく、マイクロ波発生源４の出力（操作量）が制御されてもよい。このような食用油温のフィードバック制御では、操作量（マイクロ波発生源４の出力）以外の制御量（食用油温）の決定因子の外乱やシステムの特性変動といった不確定要因の克服を容易に行えるという特徴がある。
【００７２】
一方、制御装置１０は、上述のフィードバック制御に代えて、或いは、上述のフィードバック制御と組み合わせて、食用油温のフィードフォワード制御を行ってもよい。この場合、制御装置１０は、時々刻々と変化する検知器１１の検知温度を基に、食用油温の到来前の到達温度を予測する。そして、制御装置１０は、予測到達温度と上述の目標温度との間の差分が少なくなる方向に、マイクロ波発生源４の出力（操作量）を演算することにより、マイクロ波発生源４の出力（操作量）を制御する。このような食用油温のフィードフォワード制御では、先手を打ってマイクロ波発生源４の出力を変更できるという特徴がある。
【００７３】
以上のとおり、本実施形態のマイクロ波加熱装置１００は、食用油Ａが入っている上面開放型の調理鍋１と、食用油Ａ中に配されて、マイクロ波吸収体３を内包している導波ケース２と、導波ケース２に接続されて、調理鍋１の外部に延びている導波路５（具体的には、この導波路５を形成する導波管５Ａ）と、この導波管５Ａに接続されて、マイクロ波を発生できるマイクロ波発生源４と、を備える。
【００７４】
上述の導波ケース２は、導波ケース２に形成された開口部２Ａによる食用油Ａの流入出の確保とともに、開口部２Ａにおけるマイクロ波の遮蔽も行えるように構成されている。また、導波路５を形成する壁孔１Ａに配されたガラス板５Ｂは、マイクロ波発生源４から伝送される導波管５Ａ内のマイクロ波を透過するとともに、マイクロ波発生源４に向かう導波ケース２内の食用油Ａの流れを阻止するように構成されている。
【００７５】
以上の構成により、マイクロ波発生源４から出射されたマイクロ波はマイクロ波吸収体３に吸収され、食用油Ａは、マイクロ波吸収３との間の熱交換により加熱される。よって、本実施形態のマイクロ波加熱装置１００では、誘電損失が少ないため誘電加熱に適していない液体（例えば、２．４５ＧＨｚのマイクロ波における誘電損失が市水よりも低い食用油Ａ等の液体）において、マイクロ波吸収体３による熱交換加熱とマイクロ波による誘電加熱が行われる。このような相乗的な加熱効果により、食用油Ａの効率的な昇温を行える。
【００７６】
また、本実施形態のマイクロ波加熱装置１００では、マイクロ波の入射方向から見て、食用油温以外は、調理鍋１の内部の負荷変動の要因がないと考えられる。このため、マイクロ波の伝送系の設計が完了すると、その後の伝送系の調整は不要となり、マイクロ波発生源４の出力の調整のみで、食用油Ａの温度調整が可能になる。このため、マイクロ波加熱装置１００の制御対象の特性を容易に知ることができ、かつ、制御対象の外乱も少ないので、マイクロ波加熱装置１００では、上述の食用油温のフィードフォワード制御を行うと都合がよい。これにより、食用油温の予測到達温度に基づいて、マイクロ波発生源４の出力が先手を打って調整できる。
【００７７】
また、導波ケース２の内部および周囲は全て食用油Ａに満たされているので、導波ケース２に入射するマイクロ波の電力のほぼ１００％が食用油Ａへの熱量に変換される。よって、マイクロ波加熱装置１００は、エネルギー効率に優れており、省エネ対策でも有益である。
【００７８】
また、マイクロ波は導波ケース２に閉じ込められて、外部に漏洩しないので、調理鍋１は、調理時に上面開放状態において使用できる。よって、マイクロ波加熱装置１００は、食用油Ａを加熱しながら食用油Ａ中に具材を適時に入れる揚げ物調理でも使い勝手に優れる。
【００７９】
また、マイクロ波加熱装置１００は、適宜のマイクロ波電力分配回路（図示せず）を用いて複数の調理鍋に接続することができ、これにより、システムの大規模化を容易に図れる。
（第１変形例）
図２は、本発明の第１実施形態による第１変形例のマイクロ波加熱装置の一構成例を模式的に示した図である。
【００８０】
図２に示すように、本変形例のマイクロ波加熱装置１１０では、導波ケース１２の筐体表面は、開口部を形成しない密閉構造になっており、かつ、マイクロ波吸収体１３は、導波ケース１２の内面と密着して導波ケース１２内に並べて配されている。
【００８１】
以上の本変形例のマイクロ波加熱装置１１０では、マイクロ波発生源４から出射されたマイクロ波はマイクロ波吸収体１３に吸収され、マイクロ波吸収体１３の発熱により導波ケース１２が加熱される。そして、食用油Ａは、導波ケース１２との間の熱交換により加熱される。よって、本変形例のマイクロ波加熱装置１１０では、誘電損失が少ないため誘電加熱に適していない液体（例えば、２．４５ＧＨｚのマイクロ波における誘電損失が市水よりも低い食用油Ａ等の液体）において、マイクロ波吸収体１３の発熱による昇温を行える。また、本変形例では、導波ケース１２内に食用油Ａが流入しないので、図１に示したガラス板５Ｂを無くすことができ、このようなガラス板に起因するマイクロ波の反射ロスを根本的に解消できる。
【００８２】
なお、本実施形態のマイクロ波加熱装置１００（図１）による上述の様々な効果は、本変形例のマイクロ波加熱装置１１０でも奏することができる。
【００８３】
また、本変形例では、マイクロ波吸収体１３の配列構造が例示されているが、マイクロ吸収体の構造は、これに限らない。例えば、抵抗値が高いマイクロ波吸収用の金属材料を導波ケース（導波管）内に内張りして得られる導波構造体（図示せず）の全体を発熱源（マイクロ波吸収体）としてもよい。または、抵抗値が高い金属を用いて導波ケース（導波管）を作り、当該導波ケースや導波管（図示せず）そのものをマイクロ波吸収体として機能させ、これにより、マイクロ波の閉じ込めと発熱を行ってもよい。
（第２変形例）  
図３は、本発明の第１実施形態による第２変形例のマイクロ波加熱装置の一構成例を模式的に示した図である。
【００８４】
本変形例のマイクロ波加熱装置１２０では、食用油Ａに代えて、被加熱流体の他の例としての市水Ｂを加熱するボイル調理システムが想定されている。図３に示すように、図１のマイクロ波加熱装置１００において導波ケース２内のマイクロ波吸収体３を取り除くと、ボイル調理システムとしての本変形例のマイクロ波加熱装置１２０に容易に改変できる。つまり、本技術は、様々な液体に適用でき拡張性が高い。
【００８５】
以上の本変形例のマイクロ波加熱装置１２０では、マイクロ波発生源４から出射されたマイクロ波によって市水Ｂが誘電加熱され、市水Ｂの適切な昇温を行える。
【００８６】
なお、本実施形態のマイクロ波加熱装置１００（図１）による上述の様々な効果は、本変形例のマイクロ波加熱装置１２０でも奏することができる。
（第３変形例）
図４は、本発明の第１実施形態による第３変形例のマイクロ波加熱装置の一構成例を模式的に示した図である。
【００８７】
本変形例のマイクロ波加熱装置１３０では、第２変形例のマイクロ波加熱装置１２０において食用油Ａを誘電加熱する揚げ物調理システムが想定されている。
【００８８】
上述のとおり、誘電損失が少ないため誘電加熱に適していない液体（例えば、２．４５ＧＨｚのマイクロ波における誘電損失が市水よりも低い食用油等の液体）であっても、マイクロ波の伝送方向２００における導波ケース２の長さを適当な距離に設定すると、マイクロ波誘電加熱が適切に行われることがわかった。例えば、食用油Ａの場合、マイクロ波の伝送路の長さを、約１５ｃｍ以上にすれば、マイクロ波の導波ケース２の前端面２Ｄでの反射がほとんど起こらなくなり、マイクロ波のマッチングが適切に取れることがわかった。
【００８９】
以上の本変形例のマイクロ波加熱装置１３０では、マイクロ波発生源４から出射されたマイクロ波によって食用油Ａが誘電加熱され、食用油Ａの適切な昇温を行える。
【００９０】
なお、本実施形態のマイクロ波加熱装置１００（図１）による上述の様々な効果は、本変形例のマイクロ波加熱装置１２０でも奏することができる。
（第４変形例）
以上に述べたマイクロ波加熱装置１００、１１０、１２０、１３０の構成は、あくまで一例に過ぎない。
【００９１】
例えば、導波ケース２、１２の形状は、矩形の如く図示されているが、円筒形や球形など任意の形状でも本技術を適用することができる。
【００９２】
特に、図５（ａ）に示すように、導波ケース１１２（但し、開口部の図示は省略）が、マイクロ波を一方向に伝送できる直線部分１１２Ａと、直線部分１１２Ａによって伝送方向２００に伝送されたマイクロ波を円環状に分岐できる円形の環状部分１１２Ｂと、を備えるとよい（理由は後述）。
【００９３】
また、図５（ｂ）に示すように、導波ケース２１２（但し、開口部の図示は省略）が、マイクロ波を一方向に伝送できる直線部分２１２Ａと、直線部分２１２Ａによって伝送方向２００に伝送されたマイクロ波を略矩形環状に分岐できる、略矩形（コーナ部では、マイクロ波がスムーズに伝送されるよう、面取りされている）の環状部分２１２Ｂと、を備えるとよい（理由は後述）。
【００９４】
また、図５（ｃ）に示すように、導波ケース３１２（但し、開口部の図示は省略）が、マイクロ波を一方向に伝送できる直線部分３１２Ａと、直線部分３１２Ａによって伝送方向２００に伝送されたマイクロ波を環状に分岐できる、仕切り板３１５が内包された略矩形の箱体部分３１２Ｂと、を備えるとよい（理由は後述）。
【００９５】
なお、図５（ｃ）に示すように、仕切り板３１５は、箱体部分３１２Ｂの前端面３１２Ｄとの間で適宜の間隔を開けて、箱体部分３１２Ｂの中央部において、その主面が、箱体部分３１２Ｂの端面３１２Ｃと平行となるよう、立設されている。これにより、マイクロ波は、仕切り板３１５の主面に沿って環状に分岐される。
【００９６】
マイクロ波の強度は、一般的に伝送距離が長くなるほど減衰して、導波ケースの前端において最も弱くなる。しかし、図５（ａ）の導波ケース１１２、図５（ｂ）の導波ケース２１２および図５（ｃ）の導波ケース３１２の如く構成すると、環状部分１１２Ｂ、２１２Ｂや箱体部分３１２Ｂにおいて分岐されたマイクロ波は、導波ケース１１２、２１２、３１２の前端において合流でき、互いの強度減衰が補完される。
【００９７】
これにより、導波ケース１１２、２１２、３１２内のマイクロ波の強度を均一化できるので、調理鍋１中の液体（食用油Ａや市水Ｂ）の均一加熱が矩形の導波ケース２、１２に比べて改善する。
（第５変形例）
第１実施形態（図１）、第２変形例（図３）および第３変形例（図４）では、ガラス板５Ｂ（絶縁窓）が調理鍋１の壁孔１Ａに配されているが、導波管（後述の図６参照）を調理鍋１の上面から食用油Ａ（または市水Ｂ）中に入れる場合には、このような絶縁窓を配設しなくてもよい（詳細は以下の第２実施形態で述べる）。
（第２実施形態）
図６は、本発明の第２実施形態のマイクロ波加熱装置の一構成例を模式的に示した図である。
【００９８】
図６に示すように、本実施形態のマイクロ波加熱装置１４０（電磁波加熱装置）は、揚げ物調理槽として機能する上面開放型のステンレス製の調理鍋１（容器）と、前半部が調理鍋１の底壁近傍に挿入され、後半部が大気中に延びている直管状（ここでは、矩形管状）の中空金属体２５と、中空金属体２５の後半部の端に接続されて、マイクロ波を発生できるマイクロ波発生源２４と、制御装置１０と、を備える。
【００９９】
図６に示すように、揚げ物調理に使用する、被加熱流体の一例としての食用油Ａが調理鍋１内に満たされ、調理鍋１の上面は開放されている。よって、揚げ物調理中の適時に具材（図示せず）を食用油Ａの中に入れることができる。
【０１００】
また、本実施形態のマイクロ波加熱装置１４０では、中空金属体２５の前半部は、調理鍋１の食用油Ａ中に配され、開口部２２Ａが形成された導波ケース２２を含む。また、中空金属体２５の後半部は、この導波ケース２２内にマイクロ波を導くことができる導波管２３に相当する。つまり、導波ケース２２と、導波管２３と、が一体に構成されている。このようにして、導波管２３により区画された矩形断面の中空２５Ｃが、マイクロ波発生源２４から導波ケース２２へのマイクロ波の伝送域として使用される。
【０１０１】
以上の導波管２３および導波ケース２２からなる一体構造の中空金属体２５は、調理鍋１から容易に取り外すことができるので、マイクロ波加熱装置１４０の点検および清掃などのメンテナンスにおいて都合がよい。
【０１０２】
なお、中空金属体２５（導波管２３および導波ケース２２）の断面寸法は、通常は、この中を伝送するマイクロ波の遮断周波数やマイクロ波のモード選択などの兼ね合いにより一定の寸法に設計されている。通常は、ＴＥ１０（基本モード）のマイクロ波を伝送できるように、導波管２３および導波ケース２２を設計しているが、このような断面寸法の設計法自体は、矩形の導波管では公知である。よって、この設計法の詳細な説明は省略する。
【０１０３】
一方、マイクロ波の伝送方向２００における導波ケース２２の長さについては、導波ケース２２の前端面２２Ｄにおいてマイクロ波の反射が殆ど無くなるよう、適当な距離に設定するとよい。例えば、食用油Ａの場合、食用油Ａに浸されたマイクロ波の伝送路の長さを、約１５ｃｍ以上にすれば、導波ケース２２の前端面２２Ｄでのマイクロ波の反射がほとんど起こらなくなり、マイクロ波のマッチングが適切に取れることがわかった。
【０１０４】
これにより、本実施形態のマイクロ波加熱装置１４０では、誘電損失が少ないため誘電加熱に適していない液体（例えば、２．４５ＧＨｚのマイクロ波における誘電損失が市水よりも低い食用油等の液体）であっても、マイクロ波誘電加熱を適切に行える。
【０１０５】
また、中空金属体２５は、図６に示すように、調理鍋１の側壁に取り付けられた固定具２７と、調理鍋１の底壁に置かれた固定台２６とによって、中空金属体２５内のマイクロ波の伝送方向２００と食用油Ａの油面３００（液面）との間のなす角θが所望の角度となるよう、調理鍋１に固定され、食用油Ａ中に挿入されている。つまり、導波管２３内を伝送方向２００に沿って伝送されたマイクロ波は、食用油Ａの油面３００に所望の角度θで入射した後、導波ケース２２内の食用油Ａ中に導かれている。なお、この所望の角度θの詳細は後述する。
【０１０６】
また、導波ケース２２の筐体表面の適所には、２．４５ＧＨｚのマイクロ波を適切に遮蔽できる程度の大きさの多数の開口部２２Ａ（丸孔や長孔など）が形成されている。
【０１０７】
詳しくは、図７に示すように、導波ケース２２は、マイクロ波の伝送方向２００に平行に対置された、一対の側面２２Ｂおよび一対の端面２２Ｃを備える矩形状に構成されている。そして、側面２２Ｂの対および端面２２Ｃの対のうちの少なくとも一方に、開口部２２Ａを形成するとよい。
【０１０８】
但し、図７では、丸形の開口部２２Ａを側面２２Ｂの対および端面２２Ｃの対の両方に設けた例が示されている。つまり、図７では、マイクロ波の伝送方向２００に平行な導波ケース２２の４面全てに開口部２２Ａが形成されている。
【０１０９】
このように、側面２２Ｂの対に開口部２２Ａを形成すると、これらの側面２２Ｂの間において食用油Ａを対流させ易くなる。同様に、端面２２Ｃの対に開口部２２Ａを形成すると、これらの端面２２Ｃの間において食用油Ａを対流させ易くなる。また、マイクロ波の伝送方向２００に垂直に置かれた導波ケース２２の前端面２２Ｄにも、図７に示すように、開口部２２Ａを形成する方が、食用油Ａの対流促進の点から好ましい。
【０１１０】
なお、開口部２２Ａが、図７の如く円形の場合、マイクロ波の遮蔽の可否は、開口部２２Ａの直径によって決まり、この寸法が短いほど、マイクロ波を遮蔽し易い。同様に、開口部の形状が矩形状の場合、マイクロ波の遮蔽の可否は、開口部の長辺の長さによって決まり、この寸法が短いほど、マイクロ波を遮蔽し易い。なお、ＴＥ１０（基本モード）のマイクロ波を用いる場合、側面２２Ｂについては、開口部の直径や長辺の寸法を長めに取っても、マイクロ波を適切に遮蔽することができる。
【０１１１】
よって、開口部を長方形よりも正方形にした方が、或いは、開口部を楕円形にするよりも真円形にした方が、開口部の面積を広く確保できるので、食用油Ａの流入出において都合がよい。
【０１１２】
但し、特定波長（ここでは、２．４５ＧＨｚ）のマイクロ波を遮蔽できる開口部２２Ａの設計法（寸法や厚みなどの決定法）は周知なので、開口部２２Ａの具体的な設計法の説明は、ここでは、省略する。
【０１１３】
以上のとおり、導波ケース２２は、この開口部２２Ａによる食用油Ａの流入出の確保とともに、開口部２２Ａにおけるマイクロ波の遮蔽も行えるように構成されている。
【０１１４】
また、本実施形態のマイクロ波加熱装置１４０では、図６に示すように、食用油Ａの油面３００よりも上方の導波管２３内の適所に、中空２５Ｃを塞ぐように、絶縁フィルム２８が配されている。これにより、マイクロ波発生源２４に向かう食用油Ａの蒸気の流れが、絶縁フィルム２８を用いて適切に阻止される。なお、絶縁フィルム２８は、マイクロ波の損失が少ない様々な材料によって構成でき、透明なポリ塩化ビニリデン(ＰＶＤＣ)フィルムの他、セラミックフィルムを用いてもよい。また、この絶縁フィルム２８は、第１実施形態の絶縁窓（ガラス板５Ｂ）に比べて高温および高圧の環境下に曝され難いので、ガラス板５Ｂよりも簡易に（例えば、ガラス板５Ｂよりも薄いフィルム状に）構成できるという特徴がある。
【０１１５】
マイクロ波発生源２４は、マイクロ波を発生する様々な機器を用いることができ、電源のパワーによってマグネトロンやクライストロンなどを使い分けることもできる。例えば、２．４５ＧＨｚのマイクロ波の発生源として、安価な電子レンジ用のマグネトロンを用いてもよい。
【０１１６】
ここで、中空金属体２５内のマイクロ波の伝送方向２００と食用油Ａの油面３００（液面）との間のなす角θについての好適な値の検証は、汎用の高周波３次元電磁界解析シミュレータ（A nsoft社製のHFSS（登録商標））を駆使して行われた。以下、このシミュレーション検証について述べる。
【０１１７】
図８は、図６の中空金属体について、コンピュータ上に数値計算用に３次元モデリングが行われた解析モデルを表した図である。
【０１１８】
なお、数値計算に影響を及ぼさない範囲内で、図６の中空金属体２５に比べて図８の解析モデルＭの構成は簡素化されている。例えば、中空金属体２５の開口部２２Ａのモデル化は、図８の解析モデルＭでは、省略されている。これにより、数値計算用の解析領域２５Ａのメッシュ分割数を減らすことができ、コンピュータの記憶容量の節約や計算時間の短縮を図れる。
【０１１９】
この解析モデルＭの初期状態では、図８の実線で示すように、中空金属体２５に相当する解析領域２５ＡがＺ軸を中心軸にとるよう、解析領域２５Ａは、モデル化されている。なお、２．４５ＧＨｚのマイクロ波は、この中心軸に沿ってＺ軸方向の逆向きに伝送するものとしている。
【０１２０】
また、解析領域２５Ａの下半部には、食用油Ａが満たされるよう、適宜の物性条件が入力され、解析領域２５Ａの上半部には、空気が満たされるよう、適宜の物性条件が入力されている。更に、解析領域２５Ａの下半部と解析領域２５Ａの上半部との間の境界面３００Ａには、この部分が食用油Ａの油面３００となるよう、適宜の境界条件が入力されている。
【０１２１】
以上の解析モデルＭにおいて、図８の二点鎖線で示すように、解析領域２５ＡをＹＺ平面内において傾けた場合、この傾き角θ’が、中空金属体２５内のマイクロ波の伝送方向２００と食用油Ａの油面３００（液面）との間のなす角θに対応する。
【０１２２】
よって、本シミュレーション検証では、傾き角θ’を、約０°から約８５°の間において、細かな増分を取りながら変化させて、このような傾き角θ’の増分の度に、２．４５ＧＨｚのマイクロ波の、油面３００に相当する境界面３００Ａでの反射特性が繰り返し計算されている。
【０１２３】
図９は、図８の解析モデルを用いたマイクロ波の、油面に相当する境界面での反射特性のシミュレーション結果を示した図である。
【０１２４】
図９の横軸に、傾き角θ’をとり、縦軸にＳパラメータでの反射係数Ｓ１１（ｄＢ）の計算値をとっている。例えば、Ｓ１１?−２０ｄＢでは、マイクロ波の入射電力のうちの９９％以上が油の中に入ることを意味している。
【０１２５】
図９に示すように、傾き角θ’が、５０°以上、６０°以下の角度範囲（特に５３°近傍）において、反射係数Ｓ１１が、最小値（約−４８ｄＢ）を取ることがわかった。このため、傾き角θ’が、５０°以上、６０°以下の角度範囲（特に５３°近傍）において、マイクロ波の入射電力のうちの反射成分が最小となり、その結果、マイクロ波を食用油Ａの加熱に効率的に利用できると考えられる。
【０１２６】
なお、傾き角θ’が６０°以上において、反射係数Ｓ１１は単調減少となっているので、傾き角θ’を８０°付近まで充分に大きくすると、２．４５ＧＨｚのマイクロ波の反射特性において都合がよいと判断できるかもしれない。しかしながら、このような角度条件を取ると、図６の中空金属体２５が、食用油Ａの油面３００の近傍に置かれるので、却って、食用油Ａの効率的な加熱を阻害すると推察される。
【０１２７】
このように、調理鍋１に食用油Ａを満たす場合、中空金属体２５内のマイクロ波の伝送方向２００と食用油Ａの油面３００（液面）との間のなす角θの好適な値は、５０°以上、６０°以下の角度範囲内に存在すると考えられ、特に、５３°近傍に存在すると考えられる。
【０１２８】
以上のとおり、本実施形態のマイクロ波加熱装置１４０（電磁波加熱装置）は、揚げ物調理槽として機能する上面開放型のステンレス製の調理鍋１（容器）と、前半部が調理鍋１の底壁近傍に挿入され、後半部が大気中に延びている直管状（ここでは、矩形管状）の中空金属体２５と、中空金属体２５の後半部の端に接続されて、マイクロ波を発生できるマイクロ波発生源２４と、制御装置１０と、備える。また、本実施形態のマイクロ波加熱装置１４０では、中空金属体２５の前半部は、調理鍋１の食用油Ａ中に配され、開口部２２Ａが形成された導波ケース２２を含む。また、中空金属体２５の後半部は、この導波ケース２２内にマイクロ波を導くことができる導波管２３に相当する。そして、上述の導波ケース２２は、導波ケース２２に形成された開口部２２Ａによる食用油Ａの流入出の確保とともに、開口部２２Ａにおけるマイクロ波の遮蔽を行えるように構成されている。
【０１２９】
以上の構成により、以上の本実施形態のマイクロ波加熱装置１４０では、マイクロ波発生源２４から出射されたマイクロ波によって食用油Ａが誘電加熱され、食用油Ａの昇温を行える。
【０１３０】
特に、本実施形態のマイクロ波加熱装置１４０では、マイクロ波の伝送方向２００における導波ケース２２の長さを、導波ケース２２の前端面２２Ｄでのマイクロ波の反射がほとんど起こらない寸法に設定できる。また、中空金属体２５内のマイクロ波の伝送方向２００と食用油Ａの油面３００（液面）との間のなす角θを、マイクロ波の入射電力のうちの反射成分が最小となるように設定できる。これにより、食用油Ａを効率的に加熱できる。
【０１３１】
また、本実施形態のマイクロ波加熱装置１４０では、マイクロ波の入射方向から見て、食用油温以外は、調理鍋１の内部の負荷変動の要因がないと考えられる。このため、マイクロ波の伝送系の設計が完了すると、その後の伝送系の調整は不要となり、マイクロ波発生源２４の出力の調整のみで、食用油Ａの温度調整が可能になる。このため、マイクロ波加熱装置１４０の制御対象の特性を容易に知ることができ、かつ、制御対象の外乱も少ないので、マイクロ波加熱装置１４０では、上述の食用油温のフィードフォワード制御を行うと都合がよい。これにより、食用油温の予測到達温度に基づいて、マイクロ波発生源２４の出力が先手を打って調整できる。
【０１３２】
また、導波ケース２２の内部および周囲は全て食用油Ａに満たされているので、導波ケース２２に入射するマイクロ波の電力のほぼ１００％が食用油Ａへの熱量に変換される。よって、マイクロ波加熱装置１４０は、エネルギー効率に優れており、省エネ対策でも有益である。
【０１３３】
また、マイクロ波は導波ケース２２に閉じ込められて、外部に漏洩しないので、調理鍋１は、調理時に上面開放状態において使用できる。よって、マイクロ波加熱装置１４０は、食用油Ａを加熱しながら食用油Ａ中に具材を適時に入れる揚げ物調理でも使い勝手に優れる。
【０１３４】
また、マイクロ波加熱装置１４０は、適宜のマイクロ波電力分配回路（図示せず）を用いて、複数の中空金属体２５を調理鍋１に挿入するように改変できる。これにより、システムの大規模化を容易に図れる。
【０１３５】
（第１変形例）  
本実施形態のマイクロ波加熱装置１４０では、食用油Ａを加熱する例を述べたが、これに限らない。
【０１３６】
例えば、食用油Ａの他、例えば、水、工業油、不凍液などであっても、本実施形態のマイクロ波加熱装置１４０を用いて加熱できる。つまり、本技術は、様々な液体に適用でき拡張性が高い。
【０１３７】
但し、中空金属体２５内のマイクロ波の伝送方向２００と液面との間のなす角は、液体の種類に応じて最適な値が異なるので、液体の種類に応じた角度を設定する方が好ましい。
【０１３８】
（第２変形例）
マイクロ波加熱装置１４０の中空金属体２５の構成は、あくまで一例に過ぎない。例えば、中空金属体２５は、ここでは、矩形管となっているが、円筒管でもよい。
【０１３９】
また、導波ケース２２と導波管２３とを、中空金属体２５として一体に構成した例を述べたが、導波ケースと導波管とをそれぞれ、別体に構成して、両者を適宜の固定手段（図示せず）で固定してもよい。
【０１４０】
また、第１実施形態の第４変形例（図５）で述べたように、中空金属体２５の導波ケースが、マイクロ波を一方向に伝送できる直線部分と、直線部分によって伝送されたマイクロ波を分岐できる部分と、を備えてもよい。
【０１４１】
なお、このように構成する理由は、すでに第１実施形態の第４変形例で述べたので、省略する。
【０１４２】
（第３変形例）
図１０は、本発明の第２実施形態による第３変形例のマイクロ波加熱装置の一構成例を模式的に示した図である。
【０１４３】
本変形例のマイクロ波加熱装置１５０の中空金属体２５’では、直管状の中空金属体２５に代えて、導波ケース２２’、および、マイクロ波発生源２４の近傍の導波管２３’が、水平に折り曲がっている。但し、この場合でも、マイクロ波の伝送方向２００と食用油Ａの油面３００（液面）との間のなす角θは、上述の好適な値を取るように、中空金属体２５’の中央部分は構成されている。
【０１４４】
以上の構成により、導波ケース２２’を食用油Ａ中に水平に置くと、食用油Ａの均一加熱に有利に作用すると考えられる。
【０１４５】
（第４変形例）
図１１は、本発明の第２実施形態による第４変形例のマイクロ波加熱装置の一構成例を模式的に示した図である。
【０１４６】
本変形例のマイクロ波加熱装置１６０では、中空金属体２５内の食用油Ａの油面３００よりも下方の適所に、第１実施形態のガラス板５Ｂに相当するガラス板５Ｂ’が配されている。
【０１４７】
これにより、中空金属体２５内を伝送するマイクロ波（入射波）が食用油Ａに導かれる際に、マイクロ波の反射が起こり難くなるように、ガラス板５Ｂを用いてマッチングを取ることができる。よって、中空金属体２５の取り付け角度を、必ずしも、上述の好適な値（５０°以上、６０°以下の範囲の角度）に設定しなくても、食用油Ａを効率的に加熱できる。つまり、中空金属体２５の取り付け角度を任意に設定できるので、マイクロ波加熱装置１６０のスペースの有効利用を図れる。
【０１４８】
なお、本変形例のマイクロ波加熱装置１６０では、導波管２３内の絶縁フィルム２８を、図１１の如く、そのまま残しているが、これを取り除いてもよい。
【０１４９】
（第５変形例）
図１２は、本発明の第２実施形態による第５変形例のマイクロ波加熱装置の一構成例を模式的に示した図である。
【０１５０】
本変形例のマイクロ波加熱装置１７０の中空金属体２５”では、直管状の中空金属体２５に代えて、導波ケース２２狽ェ水平に折り曲がっている。
【０１５１】
また、導波管２３”は、導波ケース２２狽ノ端において食用油Ａの油面３００に直交して大気中に延びている鉛直部分と、この鉛直部分の端から斜め上方に延びている傾斜部分と、この傾斜部分の端から水平方向に延び、マイクロ波発生源２４に接続される水平部分と、を備える。
【０１５２】
そして、図１２に示すように、導波管２３”の鉛直部分内の食用油Ａの油面３００よりも下方の適所に、第１実施形態のガラス板５Ｂに相当するガラス板５Ｂ”が配されている。
【０１５３】
これにより、中空金属体２５”内を伝送するマイクロ波（入射波）が食用油Ａに垂直に導かれる際に、マイクロ波の反射が起こり難くなるように、ガラス板５Ｂ”を用いてマッチングを取ることができる。よって、中空金属体２５の取り付け角度を、必ずしも、上述の好適な値（５０°以上、６０°以下の範囲の角度）に設定しなくても、食用油Ａを効率的に加熱できる。
【０１５４】
特に、本変形例のマイクロ波加熱装置１７０では、導波ケース２２”を食用油Ａ中に水平に置いているので、食用油Ａの均一加熱に有利に作用すると考えられる。
【０１５５】
また、導波管２３”を食用油Ａに対して垂直に入れることができるので、図６のマイクロ波加熱装置１４０に比べて導波ケース２２”の大面積化が図れる。換言すると、図６のマイクロ波加熱装置１４０と同じ加熱量であれば、導波ケース２２”のコンパクト化が図れる。これにより、食用油Ａをより効率的に加熱できる。
【０１５６】
更に、導波管２３”およびマイクロ波発生源２４を調理鍋１の端にコンパクトに寄せることができるので、食用油Ａを加熱しながら食用油Ａ中に具材を適時に入れる揚げ物調理において使い勝手がより改善する。
【０１５７】
なお、本変形例のマイクロ波加熱装置１７０では、導波管２３”内の絶縁フィルム２８を、図１２の如く、そのまま残しているが、これを取り除いてもよい。
【０１５８】
上記説明から、当業者にとっては、本発明の多くの改良や他の実施形態が明らかである。従って、上記説明は、例示としてのみ解釈されるべきであり、本発明を実行する最良の態様を当業者に教示する目的で提供されたものである。
【０１５９】
よって、本発明の精神を逸脱することなく、その構造及び／又は機能の詳細を実質的に変更できる。以下、その具体例を列挙する。
【０１６０】
第１に、第１実施形態（第１、第２、第３、第４および第５変形例でも同じ）のマイクロ波加熱装置、並びに、第２実施形態（第１、第２、第３、第４および第５変形例でも同じ）のマイクロ波加熱装置では、食用油Ａや市水Ｂに代表される液体を被加熱流体として例示したが、マイクロ波加熱装置の被加熱流体として、食用油Ａや市水Ｂに限らず、他の液体を用いてもよい。
【０１６１】
第２に、第１実施形態（第１、第２、第３、第４および第５変形例でも同じ）のマイクロ波加熱装置、並びに、第２実施形態（第１、第２、第３、第４および第５変形例でも同じ）のマイクロ波加熱装置では、揚げ物調理システム（フライヤー）にマイクロ波加熱装置が利用される例を述べたが、これに限らない。
【０１６２】
例えば、家庭用の給湯システムまたは暖房システムの熱源（熱交換器）、或いは、工業用の道路凍結防止システムの熱源（熱交換器）に、本マイクロ波加熱装置を利用してもよい。なお、この場合、熱交換媒体（受熱流体）を貯える容器は、上面開放型ではなく、密閉型の方が好ましい場合がある。
【産業上の利用可能性】
【０１６３】
本発明によれば、誘電損失が少ないため誘電加熱に適していない液体（例えば、２．４５ＧＨｚのマイクロ波における誘電損失が市水よりも低い食用油Ａ等の液体）を適切に加熱できる電磁波加熱装置が得られる。よって、本発明は、例えば、このような液体をマイクロ波加熱するシステムに利用できる。
【符号の説明】
【０１６４】
１  調理鍋
１Ａ  壁孔
２、１２、２２  導波ケース
２Ａ  開口部
３、１３  マイクロ波吸収体
４、２４  マイクロ波発生源
５  導波路
５Ａ、２３  導波管
５Ｂ  ガラス板
５Ｃ、２５Ｃ  中空
１０  制御装置
１１  検知器
２５  中空金属体
２６  固定台
２７  固定具
２８  絶縁フィルム
１００、１１０、１２０、１３０、１４０、１５０、１６０、１７０  マイクロ波加熱装置
２００  マイクロ波の伝送方向
３００  油面（液面）
Ａ  食用油（被加熱流体の一例）
Ｂ  市水（被加熱流体の他の例）
【図１】
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【図１Ａ】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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